【簡介:】核動(dòng)力飛機(jī),這想法其實(shí)并不新鮮,早在第一顆原子彈爆炸之前,曼哈頓計(jì)劃的主要領(lǐng)導(dǎo)者之一,有原子彈之父的費(fèi)米,就給那些正在研制原子彈的科學(xué)家說,你們除了研制原子彈,也不要忘了核動(dòng)
核動(dòng)力飛機(jī),這想法其實(shí)并不新鮮,早在第一顆原子彈爆炸之前,曼哈頓計(jì)劃的主要領(lǐng)導(dǎo)者之一,有原子彈之父的費(fèi)米,就給那些正在研制原子彈的科學(xué)家說,你們除了研制原子彈,也不要忘了核動(dòng)力飛機(jī)啥的。
后來,核動(dòng)力飛機(jī)的研制工作還真就大張旗鼓地上馬了,我們不僅要問,這是要在怎樣的情況下才可能有這種瘋狂的想法呀,答案是冷戰(zhàn)。
美國研制核動(dòng)力飛機(jī),出發(fā)點(diǎn)是想造出高性能的遠(yuǎn)程戰(zhàn)略轟炸機(jī),繞地球轉(zhuǎn)幾圈不用加油,從而也就可以擺脫了對(duì)軍事基地的依賴。而前蘇聯(lián)呢,也是這么想的。那時(shí),蘇聯(lián)還沒有航程很遠(yuǎn)的轟炸機(jī),所以蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人非常希望能研發(fā)出一種可以輕松飛到美國任何地方的上空,進(jìn)行轟炸后,還能返航的轟炸機(jī)。
1946年5月,由美國空軍主持,NEPA計(jì)劃開始啟動(dòng),研究方向是核動(dòng)力遠(yuǎn)程戰(zhàn)略轟炸機(jī)和高性能飛機(jī)。到1948年時(shí),美國空軍就已經(jīng)為NEPA投入了1000 萬美元。后來,NEPA隨后被美國原子能委員會(huì)和美國空軍的聯(lián)合飛機(jī)核推進(jìn)項(xiàng)目取代,這就是ANP 項(xiàng)目。
早期,蘇聯(lián)對(duì)核動(dòng)力飛機(jī)的討論只是只停留在報(bào)告上,1952 年,蘇聯(lián)科學(xué)家阿?帕?亞歷山大羅夫在報(bào)告中寫道:“近期,我們在核能應(yīng)用方面取得一定進(jìn)展,在未來幾年內(nèi)我們可以開始研制核能發(fā)動(dòng)機(jī),這種發(fā)動(dòng)機(jī)可以應(yīng)用到重型飛機(jī)上?!碧K聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人一看,很是高興,但是3年過去后,核能飛機(jī)還沒有任何一點(diǎn)消息,而死對(duì)頭美國那邊卻傳來消息,美國正在研制一種名為 NB-36H的核動(dòng)力飛機(jī),且進(jìn)展順利。于是,蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人不再淡定,下令研制!
怎么驅(qū)動(dòng)
核動(dòng)力飛機(jī),說得好聽,可怎么驅(qū)動(dòng)呢?用核電池提供電,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),再帶動(dòng)螺旋槳?還是,直接搞一個(gè)反應(yīng)堆到飛機(jī)上去?答案當(dāng)然是后者,這是那個(gè)時(shí)代的人的必然選擇。
美國的設(shè)計(jì)方案中,有兩種驅(qū)動(dòng)方式。
第一種是,飛機(jī)在天上飛行時(shí),反應(yīng)堆啟動(dòng),堆芯周圍的液態(tài)金屬升到高溫,為了進(jìn)行冷卻不讓堆芯熔化,讓高速氣流與高溫液態(tài)金屬接觸,于是,氣流變成高溫高壓氣體,這些氣體經(jīng)過導(dǎo)流,通向各個(gè)引擎的增壓渦輪,最后,高溫高壓的氣體噴出各個(gè)噴氣口,產(chǎn)生后推力。這種設(shè)計(jì)是一種混合動(dòng)力,即飛機(jī)起降時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)都用的是燃油,爬升至高空后,啟動(dòng)反應(yīng)堆堆,再切換為核動(dòng)力。為什么這種方案,起降時(shí)不能使用核動(dòng)力呢?因?yàn)楦咚贇饬魍ㄟ^堆芯的液體金屬,再排出,這樣的高溫高壓氣體會(huì)帶來核污染。
第二種方案是,空氣不直接進(jìn)入反應(yīng)堆芯,而是通過一個(gè)熱交換器。反應(yīng)堆產(chǎn)生的高溫,傳給工作介質(zhì)(比如水或液態(tài)金屬),接著介質(zhì)和空氣在熱交換器進(jìn)行能量交換,空氣被加熱成高溫高壓氣流后直接流入引擎渦輪,再由排氣口排出,為飛機(jī)提供反沖動(dòng)力。工作介質(zhì)在熱交換器內(nèi)降溫后再返回堆芯,形成一種循環(huán)。
蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)稍有不同,但本質(zhì)上還是利用堆芯產(chǎn)生的高溫加熱氣體流,高溫高壓氣體向后噴出,從而產(chǎn)生推力。